标准化与模块化培训

• 标准化零部件实际上是跨品种、跨厂家甚至跨行业的更大 范围零部件通用化。由于这种高度的通用化，使得这种零 部件可以由工厂的单独部门或专门的工厂去单独进行专业 化制造。
产品模块化设计 分类
• 产品模块化设计按照自顶向下研究分类，包括系 统级模块、产品级模块、部件级模块、零件级模 块；
• 再按照功能及加工和组合要求研究分类，包括基 本模块、通用模块、专用模块；
• 然后按照接口组合要求研究分类，包括内部接口 模块、外部接口模块。
• 以产品级模块化为例，就是在需求调查的基础上，对装备 产品的构成进行分析，考察其中的功能互换性与几何互换 性的关系，并划分基本模块、通用模块或专用模块，以模 块为基础进行内部接口、外部接口设计，通过加、减、换、 改相应模块以构成新的产品，并满足装备产品的功能指标 的要求。
1.相对独立性，可以对模块单独进行设计、制造、调试、修改和存 储，这便于由不同的专业化企业分别进行生产；
2.互换性，模块接口部位的结构、尺寸和参数标准化，容易实现模 块间的互换，从而使模块满足更大数量的不同产品的需要；
3.通用性，有利于实现横系列、纵系列产品间的模块的通用，实现 跨系列产品间的模块的通用。
• 1906年，成立了世界最早的国际性标准团体──“国际电 工委员会”。
• 1947年，成立了目前世界最大的国际标准化机构──“国 际标准化组织”，中国于1978年9月加入。
标准的分类及意义
• 标准按其适用范围可分为国际标准、国家标准、 专业标准和企业标准。
• 标准化是现代技术经济科学体系的一个重要组成 部分。
模块划分的角度
• 模块的划分根据其划分角度的不同,有不同 的划分方式,最终得到不同的基本单元。从 产品生命周期的观点看,这些不同的划分角 度分别是面向产品生命周期中的不同阶段 因此,可以根据模块划分所面向的生命周期 中的具体阶段,把模块划分为5个阶段
(1)面向设计的模块划分
当某类产品的市场需求种类较多或者需求的 变化较快时,模块划分通常侧重于面向设计, 主要根据产品各个组成部分之间功能上的 相关程度进行模块划分,即对产品的总功能 进行分解得到一系列基本的功能单元,然后 按照相关性影响因素进行聚类分析,最后得 到功能模块
1. 零部件的通用化
通用化就是不断地增加通用件的品种和 扩大通用件的使用范围。实现通用化的方法 有统一设计法和逐步积累法两种。将那些变 翩素较少，而且重复使用频率较高的零部 件，有计划地进行统一设计，独立编号。零 部件通用化要求在互换性的基础上尽可能扩 大同一产品零件、部件、构件等的使用范 围，其内容包括:按零部件统一化，互换性等 标准化原则，编制零部件图册，设计中优 先采用标准件、通用件。以合理压缩和简化 零部件的品种和规格。。
• 模块化设计涉及到两个基本过程:模块划分 和模块组合。
• 模块是模块化产品的基本组成单元,合理有 效的模块划分是模块化设计的前提与基础。
• 模块划分的基本思路为:依据模块划分的原 则,从不同的角度将产品划分为若干基本单 元→进行相关度计算,建立相关矩阵→聚类 成模块。
模块划分的原则
• 模块划分最基本的原则是以少数块组成尽 可能多的产品。一般来说,并没有完全统一 的模块划分的原则,因为研究对象不同,其侧 重点也不同。
模块化与系列化、组合化、通用化和标准化的关系
• 模块化设计技术是由产品系列化、组合化、通用化和标准 化的需求而孕育的。
• 系列化的目的在于用有限品种和规格的产品来最大限度、 且较经济合理地满足需求方对产品的要求。
• 组合化是采用一些通用系列部件与较少数量的专用部件、 零件组合而成的专用产品。
• 通用化是借用原有产品的成熟零部件，不但能缩短设计周 期，降低成本，而且还增加了产品的质量可靠性。
标准化在产品设计中的作用
4. 标准化是采用计算机设计的基础 采用计算机进行设计和设计管理，是提 高设计效率的重要手段，而要付诸实施，必 须建立在标准化的基础之上
标准化在产品设计中的作用
5. 标准化是集体进行设计的基础 在现代科学技术条件下，产品的设计和 制造技术已超出个人的知识范围，这就要求 从个人自由思考进行设计转变为集体思考进 行设计。而实现这种转变，要求对技术和经 验加以集中，标准正是积累技术和经验并可 加以利用的最好形式。
产品质量标准化
产品质量标准化，是指为保证产品的适 用性，对产品的型式、尺寸，主要性能参 数，质量指标等加以规定并贯彻于产品设计 中。
产品系列化
1. 产品系列化是指将产品的主要参数、型式、尺 寸、 基本结构等作出合理的安排，以协调同类 产品和配套产品之间的关系，达到以最少的品种， 满足最广泛的需要。
标准化的发展
• 1798年，美国E.惠特尼（1765～1825）提出零部件互换 性建议，应用生产，开始了最初的标准化。
• 1850～1900年蒸汽动力的采用和轮船、铁路运输的发展， 促使西方国家商业竞争加剧，要求产品规格、质量和性能 统一化，标准化工作也有了相应发展。
• 1901年，英国成立了世界第一个国家标准团体──“英国 标准学会”。
• 实行标准化能简化产品品种，加快产品设计和生 产准备过程，保证和提高产品和工程质量；扩大 产品零件、部件的互换性,降低产品和工程成本;促 进科研成果和新技术、新工艺的推广；合理利用 能源和资源；便于国际技术交流等。。
• 世界上任何产品都有它的行业标准，标准化产品 关联到相关产品配套，对品质有着很大作用。
标准化与模块化
产品标准化
• 对产品（或零件）的类型、性能、规格、质量、 所用原材料、工艺装备和检验方法等规定统一标 准，并使之贯彻实施的过程。
标准件
• 标准化的零件，叫做标准件。如对各种机电产品 上使用的螺栓、螺帽、螺钉、垫圈等零件，分别 给予一定的符号或代号，加以统一规定，制订成 各种标准。标准化后，就可以根据不同的需要、 用途，按照规定的标准组织生产和使用。
产品设计中的标准化工作是重要技术基 础工作，是简化设计、节省设计人员、保证 设计质量、提高设计效率、提高技术水平、 缩短制造周期，保证和提高产品质量，继而 提高经济效益的重要环节。
产品设计标准化的手段及方法
实现标准化设计的方法
在设计的各个阶段要认真进行产品图样 及设计文件的标准化审查，其目的是检查各 种图样和设计文件是否符合各种标准的要 求。对产品设计进行标审是贯彻三级标准的 一项重要手段，也是保证产品在设计，研制 和生产过程中，贯彻实施技术标准的一项有 效措施。
模块的特征
模块：一组具有同一功能和接合要素（指联接部位的形状、 尺寸、联接件间的配合或啮合等），但性能、规格或结构不 同却能互换的单元。这里的部件，一般包括分部件、组合件 和零件等
系列产品中的模块是一种通用件，模块化与系列化已成为现今装备产 品发展的一个趋势。模块是模块化设计和制造的功能单元，具有三大 特征：
模块化设计原理
• 模块化产品设计方法的原理是，在对一定范围内 的不同功能或相同功能、不同性能、不同规格的 产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系 列功能模块，通过模块的选择和组合构成不同的 顾客定制的产品，以满足市场的不同需求。这是 相似性原理在产品功能和结构上的应用，是一种 实现标准化与多样化的有机结合及多品种、小批 量与效率的有效统一的标准化方法
(2)面向制造的模块划分
如果产品的市场需求相对稳定,而制造过程比 较复杂,模块划分通常侧重于面向制造,在模 块划分中应重点考虑加工方面的问题。通 常模块内部越简单,其制造就越容易
(3)面向使用、装配和维修的模块划分
如果用户需要经常对产品的某些部分进行更换或维 护时,产品模块划分通常侧重于面向装配和维修,在 这一类模块划分中,应重点考虑的是装卸和接口方 面的问题。
产品设计需经如下三个阶段
①初步设计(方案设计或模拟品试制) 阶段根据国家有关技术经济政策、标准规定 以及产品系列化要求，参与技术任务书和方 案评审。 掌握设计意图，同时对产品设计提出《标准
化综合要求》
②技术设计阶段
a.按着“标准化综合要求”对新产品提出应贯彻的 型式、参数、性能、精度、试验方法、检验规则 以及基础、材料、寿命、
术条件。
产品设计之模块化设计
• 模块化设计是对一定范围内的不同功能 或相同功能不同性能、不同规格的产品进 行功能分析的基础上，划分并设计出一系 列功能模块，通过模块的选择和组合构成 不同的顾客定制的产品，以满足市场的不 同需求。
模块化的概念与绿色设计
• 将绿色设计思想与模块化设计方法结合起来，可 以同时满足产品的功能属性和环境属性，一方面 可以缩短产品研发与制造周期，增加产品系列， 提高产品质量，快速应对市场变化；另一方面， 可以减少或消除对环境的不利影响，方便重用、 升级、维修和产品废弃后的拆卸、回收和处理。
面向装配的模块化设计重点从保证装配过程和装
配质量的角度进行模块划分。产品划分的模块越多, 接口就越多,装配中考虑的因素也越多,对装配过程和 装配质量影响也越大
(4)面向回收的模块划分
如果市场对产品的环保性能要求较高,模块划 分通常侧重于面向回收,在这类模块划分中, 应重点考虑材料和可重用部件的问题。
标准化在产品设计中的作用
5. 产品的设计过程是贯彻标准的过程
一产品在设计过程中要提高产品“三化” (标准化、通用化、系列化)水平，大量采 用标准件，通用件，一方面可以大量节省设 计土作量、提高设计效率;另一方面可以保 证产品的互换性和协作配合，缩短新产品试 制和生产准备周期。相反，如在设计中不贯 彻有关标准，就会使设计出现反复，甚至给 工艺、工装、供应、计划和生产带来困难。
能耗、安全、环保等各类标准的名称。
b.据产品型号编制规定，向有关专业归口所申报 批准新产品的型号和名称。
d.对所编制的设计文件和图样进行标准化预审。
③工作图设计阶段
a。对工作图和设计文件进行标审 b.对工艺文件和工装图样进标审 C.统计和计算标准化程度系数。 d.对尚没有国、专(部)标准 标准的产品，应组织或配合设计品标准(草案)或技